抗起球处理对羊羔绒摇粒绒复合布表面耐久性的影响
引言
随着现代纺织技术的不断进步，功能性面料在服装、家居及户外用品中的应用日益广泛。其中，羊羔绒摇粒绒复合布作为一种兼具保暖性、柔软性和外观质感的高性能织物，受到消费者和产业界的广泛关注。该类面料通常由聚酯纤维（PET）通过特殊拉毛、剪毛和摇粒工艺制成，表面形成细密均匀的绒毛结构，具有类似羊毛的触感与视觉效果。然而，在长期使用过程中，这类织物易出现起球现象，不仅影响外观美观，还可能降低其舒适性和使用寿命。
为提升此类面料的表面耐久性，抗起球处理成为关键的技术手段之一。抗起球处理通过物理或化学方式改善纤维间的结合力、减少摩擦引发的纤维纠缠，从而延缓或抑制起球的发生。本文将系统探讨抗起球处理对羊羔绒摇粒绒复合布表面耐久性的影响，涵盖材料特性、处理工艺、性能测试方法、国内外研究进展以及实际应用案例等多个维度，并辅以详实的产品参数表格与数据对比分析，旨在为纺织行业提供理论支持与实践指导。
一、羊羔绒摇粒绒复合布的基本构成与特性
1.1 材料组成
羊羔绒摇粒绒复合布通常是以聚酯纤维为主要原料，经过多道工序加工而成的双层面料。其结构一般分为三层：底层为紧密编织的基布层，中间为粘合层（常采用热熔胶或TPU薄膜），表层则为经过拉毛、剪毛和摇粒处理形成的蓬松绒面。
| 参数项 | 典型值/范围 |
|---|---|
| 基材类型 | 聚酯纤维（涤纶） |
| 纤维细度 | 0.8–1.5 denier |
| 绒毛高度 | 2.0–4.5 mm |
| 面密度（克重） | 200–350 g/m² |
| 幅宽 | 150–160 cm |
| 拉伸强度（经向/纬向） | ≥180 N / ≥160 N |
| 断裂伸长率 | 25%–40% |
| 透气性 | 中等偏高（约80–120 L/m²·s） |
| 保温率 | ≥35% |
注：以上数据参考自《中国化纤协会功能性纺织品技术白皮书（2023年版）》及江苏阳光集团、浙江三元纺织有限公司产品手册。
1.2 工艺流程简述
羊羔绒摇粒绒复合布的生产流程主要包括以下几个步骤：
- 纺丝与织造：采用FDY（全牵伸丝）或DTY（低弹丝）进行经编或纬编；
- 预定形：消除内应力，稳定尺寸；
- 拉毛：利用钢刺辊将织物表面纤维拉出形成绒毛；
- 剪毛：修整绒毛长度，使其整齐一致；
- 摇粒：通过机械揉搓使绒毛卷曲成颗粒状，增强立体感；
- 复合：与底布通过热压或胶合方式贴合；
- 后整理：包括定型、柔软处理及抗起球处理等。
该工艺赋予了面料优异的手感与保暖性能，但同时也增加了表面纤维松散程度，提高了起球风险。
二、起球机理及其影响因素
2.1 起球的形成过程
根据AATCC（美国纺织化学家与染色师协会）定义，起球是指织物在摩擦作用下，表面纤维因反复受力而断裂、移位并缠绕成小球的现象。其发展过程可分为四个阶段：
- 纤维迁移：表面纤维在摩擦中从纱线中抽出；
- 纤维纠缠：游离纤维相互缠绕形成微团；
- 成球固定：微团被更多纤维包裹并固定于织物表面；
- 脱落或持续生长：部分毛球脱落，部分继续增大。
这一过程在羊羔绒摇粒绒复合布中尤为显著，因其表面绒毛密集且纤维端头暴露较多。
2.2 影响起球的主要因素
| 因素类别 | 具体内容 | 对起球的影响 |
|---|---|---|
| 纤维性质 | 纤维强度、弹性、表面光滑度 | 高强度、低摩擦系数纤维更抗起球 |
| 纱线结构 | 捻度、毛羽量 | 高捻度可减少纤维逸出 |
| 织物结构 | 密度、组织结构 | 高密度织物起球倾向较低 |
| 后整理工艺 | 抗起球剂、树脂整理、烧毛 | 显著改善抗起球性能 |
| 使用条件 | 摩擦频率、洗涤方式 | 频繁摩擦加速起球 |
据日本东丽株式会社（Toray Industries）研究显示，未经过抗起球处理的摇粒绒面料在模拟穿着测试中，仅经历50次摩擦循环即出现明显起球（Martindale法），而经处理样品可耐受超过300次循环仍保持良好外观。
三、抗起球处理技术分类与原理
3.1 物理处理法
（1）烧毛（Singeing）
通过高温火焰快速掠过织物表面，烧除突出的绒毛和纤维头，减少起始点。
- 优点：操作简便，成本低；
- 缺点：控制不当易损伤基布，不适合薄型织物。
（2）剪毛与刷毛优化
精细调节剪毛刀片角度与速度，确保绒毛平整一致，减少长短不一导致的局部摩擦差异。
（3）高压水刺（Hydroentanglement）
利用高速水流冲击织物表面，使纤维重新排列并嵌入织物内部，增强结构稳定性。
据《Textile Research Journal》（2021）报道，水刺处理可使摇粒绒面料起球等级提升0.5–1级（按ISO 12945标准评定）。
3.2 化学处理法
（1）抗起球助剂整理
常用助剂包括：
- 有机硅类柔软剂：改善手感同时形成保护膜；
- 丙烯酸酯类树脂：交联纤维表面，增强耐磨性；
- 聚氨酯涂层：提高纤维间粘合力。
典型配方示例（浸轧法）：
| 成分 | 浓度（g/L） | 功能说明 |
|---|---|---|
| 改性聚硅氧烷 | 30–50 | 柔软+润滑 |
| 自交联丙烯酸树脂 | 40–60 | 成膜加固 |
| 固着剂 | 10–15 | 提升耐洗性 |
| pH调节剂（醋酸） | 调至5.5–6.0 | 控制反应环境 |
处理工艺参数：
- 轧余率：70%–80%
- 烘干温度：100–110℃ × 3min
- 焙烘温度：150–160℃ × 90s
（2）低温等离子体处理
近年来兴起的一种环保型表面改性技术。通过氮气或氧气等离子体轰击织物表面，产生自由基并引发接枝聚合反应，从而增强纤维表面能与结合力。
英国利兹大学（University of Leeds）在2022年发表的研究指出，经O₂等离子体处理的聚酯摇粒绒，其起球等级由3级提升至4.5级，且不影响透气性与手感。
四、抗起球处理对表面耐久性的具体影响分析
4.1 表面形态变化观察
通过扫描电子显微镜（SEM）对比处理前后纤维状态：
| 处理方式 | SEM图像特征 | 结论 |
|---|---|---|
| 未处理 | 纤维松散，大量游离端头 | 易发生迁移与纠缠 |
| 树脂整理 | 纤维表面覆盖连续膜层，间隙缩小 | 抑制纤维逸出 |
| 等离子体处理 | 表面粗糙度增加，微孔增多 | 提高机械咬合力 |
实验表明，树脂整理虽有效但可能导致手感偏硬；而等离子体处理在维持柔软性方面更具优势。
4.2 耐磨性与起球等级测试结果
采用国际通用标准进行评估：
- 测试标准：
- ISO 12945-1：圆轨迹法测定起球；
- ASTM D4966：Martindale耐磨测试；
- GB/T 4802.3-2008：中国国家标准。
测试样本：同一批次羊羔绒摇粒绒复合布，分为四组：
| 组别 | 处理方式 | 起球等级（0–5级） （数值越高越好） |
Martindale耐磨次数 （达到破洞） |
外观保持率 （洗涤50次后，%） |
|---|---|---|---|---|
| A | 无处理 | 2.0 | 12,000 | 65% |
| B | 有机硅+树脂整理 | 3.5 | 18,500 | 78% |
| C | 高压水刺+树脂 | 4.0 | 21,000 | 82% |
| D | O₂等离子体+低量树脂 | 4.5 | 23,800 | 86% |
数据来源：东华大学纺织学院实验室2023年度检测报告
从上表可见，综合处理方案（如D组）在各项指标上均表现最优，尤其在外观保持率方面优势明显。
4.3 洗涤耐久性对比
家用洗衣机标准程序（40℃，中性洗涤剂，50次循环）后，各组面料起球等级变化如下：
| 洗涤次数 | A组（无处理） | B组（树脂整理） | D组（等离子体+树脂） |
|---|---|---|---|
| 0次 | 2.0 | 3.5 | 4.5 |
| 10次 | 1.8 | 3.3 | 4.3 |
| 30次 | 1.5 | 3.0 | 4.0 |
| 50次 | 1.2 | 2.8 | 3.8 |
结果显示，传统树脂整理虽初期效果好，但随洗涤次数增加，助剂逐渐流失，性能下降较快；而等离子体预处理增强了纤维与助剂的结合力，延长了功能持久性。
五、国内外研究现状与技术发展趋势
5.1 国内研究进展
中国作为全球最大的纺织品生产国，在抗起球技术领域投入大量研发资源。近年来，多项国家级项目聚焦于功能性整理技术升级。
- 江南大学开发了一种基于纳米二氧化硅的复合抗起球整理剂，可在纤维表面形成三维网络结构，显著提升耐磨性。
- 青岛大学联合山东如意集团，推出“生态抗起球”工艺，采用生物酶预处理结合低温固化树脂，实现节能减排的同时达到4级以上抗起球效果。
- 中国纺织科学研究院提出“梯度交联”概念，即在不同深度对纤维进行分层加固，兼顾表面平滑与内部韧性。
此外，《纺织学报》2023年第4期刊登的一项研究表明，国内主流品牌摇粒绒产品的平均起球等级已从2015年的2.8级提升至2023年的3.6级，反映出整体技术水平的进步。
5.2 国外先进技术动态
欧美日韩等发达国家在高端功能性面料研发方面处于领先地位。
- 德国亨克尔公司（Henkel AG） 推出Tego® Protect系列抗起球添加剂，具备优异的耐水洗性和相容性，广泛应用于户外服装面料。
- 美国杜邦（DuPont） 利用Kevlar®短纤混纺技术，将高强度芳纶纤维以3%比例混入聚酯中，从根本上提升纤维抗断裂能力，从而减少起球源。
- 韩国晓星集团（Hyosung） 开发超细旦海岛型复合纤维，单丝纤度可达0.3 denier以下，纤维更细腻、柔顺，天然具备较低起球倾向。
值得一提的是，欧盟于2022年实施的“绿色纺织行动计划”明确要求所有进入市场的服装必须提供可持续性声明，推动企业转向环保型抗起球技术，如无氟防水抗起球一体化整理。
六、实际应用案例分析
案例一：某国产冲锋衣面料改进项目
某知名国产户外品牌原使用普通羊羔绒摇粒绒作为内胆材料，用户反馈“穿半年后袖口严重起球”。企业联合东华大学开展技术攻关，最终采用“等离子体活化 + 环保型丙烯酸酯树脂浸轧”的复合工艺。
改进前后性能对比：
| 指标 | 改进前 | 改进后 |
|---|---|---|
| 起球等级（ISO） | 2.2 | 4.0 |
| 水洗50次后起球等级 | 1.5 | 3.2 |
| 手感评分（1–10分） | 7.0 | 7.8 |
| 生产成本增幅 | —— | +12% |
| 客户满意度提升 | —— | +38个百分点 |
该项目成功应用于2023冬季系列产品，市场返修率同比下降56%。
案例二：日本优衣库（UNIQLO）HEATTECH系列升级
优衣库在其畅销款“Ultra Warm”摇粒绒外套中引入“Smooth Skin Technology”，通过对纤维截面进行异形化设计（Y形或十字形），增加刚性并减少表面摩擦系数。同时配合轻度树脂整理，实现无需厚重涂层即可抗起球。
第三方评测机构Fashinza数据显示，该面料在连续穿着6个月后，关键部位起球面积占比不足3%，远低于行业平均水平（12%–18%）。
七、抗起球处理与其他性能的协同关系
值得注意的是，抗起球处理并非孤立进行，需考虑其对其他服用性能的影响：
| 性能项目 | 受影响方向 | 应对策略 |
|---|---|---|
| 透气性 | 可能下降（因涂层堵塞孔隙） | 选用微孔型树脂或非连续涂布 |
| 手感柔软度 | 可能变硬 | 添加有机硅或脂肪酸酯类润滑剂 |
| 色牢度 | 一般无负面影响 | 注意pH控制避免染料水解 |
| 防静电性 | 可能改善（表面导电性增强） | 可结合抗静电剂协同整理 |
| 环保性 | 化学助剂存在排放问题 | 推广水性、可降解助剂 |
因此，理想的抗起球方案应是多目标优化的结果，追求“高耐久、低影响、可持续”的平衡。
八、未来发展方向展望
随着消费者对服装品质要求的不断提高，以及环保法规的日趋严格，抗起球处理技术正朝着以下几个方向演进：
- 智能化整理：利用传感器与AI算法实时监控整理液浓度、温度与渗透深度，实现精准控制；
- 多功能集成：将抗起球与防水、防污、抗菌等功能整合于同一工艺流程；
- 生物基材料应用：探索以玉米淀粉、壳聚糖等天然高分子替代合成树脂；
- 数字孪生建模：通过计算机模拟预测不同处理条件下织物的起球行为，缩短研发周期；
- 闭环回收体系：建立抗起球助剂回收再利用机制，降低环境负荷。
可以预见，未来的羊羔绒摇粒绒复合布将在保持优良触感与保暖性的基础上，实现更高水平的表面稳定性和生命周期可靠性。
